Interruptores de Potência

Apresentação em tema: "Interruptores de Potência"— Transcrição da apresentação:

1 Interruptores de Potência
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS JOINVILLE DEPARTAMENTO DO DESENVOLVIMENTO DO ENSINO COORDENAÇÃO ACADÊMICA EletroEletronica Interruptores de Potência Referências: [01] RASHID, M.H. Eletrônica de potência, circuitos, dispositivos e aplicações. Makron Books, 1999. [02] AHMED, A. Eletrônica de Potência, Prentice-Hall, São Paulo, 2000 Prof. Luis S. B. Marques

2 O diodo de potência Curva Característica
O diodo está diretamente polarizado quando o potencial de anodo é positivo em relação ao catodo. Curva Característica Nesta condição o diodo conduz. Se o potencial de catodo for positivo em relação ao anodo, o diodo bloqueia.

3 O diodo de potência Mesmo que a corrente no diodo seja conduzida até zero, ele continua conduzindo devido à necessidade de recombinação dos portadores minoritários. O tempo requerido para esta recombinação é chamado tempo de recuperação reversa. É mais comum o tipo de recuperação dita suave.

4 O diodo de potência Os diodos que necessitam comutar rapidamente, bloqueiam rapidamente, de modo a estar apto a conduzir novamente no menor intervalo de tempo possível. Entretanto, uma recuperação abrupta provoca oscilações que podem gerar instabilidades e até mesmo falhas no funcionamento.

5 Tipos de diodos de potência

6 Diodos Standard Os diodos standard possuem tempos de recuperação reversa relativamente altos. Geralmente em torno de 25µs e são utilizados em aplicações de baixa velocidade. Aplicação: retificadores e conversores com frequência de entrada até 1kHz.

7 Diodos de recuperação rápida
Os diodos de recuperação rápida possuem tempo de recuperação reversa baixo, geralmente menores que 5µs. Aplicação: Conversores cc-cc e cc-ca em que o tempo de recuperação é critico para o funcionamento do mesmo.

8 O tiristor ou SCR O tiristor com corrente de gatilho passa a se comportar como um diodo. As tensões máxima que o tiristor pode bloquear, tanto direta quanto reversa, são limitadas.

9 Curva característica de um tiristor

10 O tiristor ou SCR O tiristor entra em condução se estiver diretamente polarizado e for fornecida uma corrente no gatilho. O bloqueio acontece da mesma forma que para um diodo de potência.

11 O tiristor GTO O tiristor GTO (gate turn off) entra em condução através de um sinal positivo no gatilho, e bloqueia através de um sinal negativo no gatilho.

12 O Triac O TRIAC pode conduzir em ambos os sentidos. Podemos, inclusive, considerar o TRIAC como dois tiristores em antiparalelo.

13 Manual ou Datasheet

14 O transistor de potência
O transistor bipolar pode ser do tipo NPN ou PNP. O transistor pode funcionar na região de corte, região ativo ou região de saturação. Em fontes chaveadas, o transistor é utilizado em corte ou saturação.

15 O transistor de potência
O transistor bipolar é um interruptor controlado por corrente e requer uma corrente de base para que flua uma corrente de coletor.

16 O MOSFET O MOSFET é um interruptor controlado por tensão e requer apenas uma pequena corrente de entrada para que flua uma elevada corrente de dreno para source.

17 O MOSFET A velocidade de chaveamento do MOSFET é elevada.
Os tempos de comutação são da ordem de nano segundos. Permitem elevadas frequências de chaveamento.

18 Polarização MOSFET canal n

19 Polarização MOSFET canal p

20 O MOSFET O MOSFET é um dispositivo controlado por tensão e possui uma impedância de entrada muito elevada. Portanto, o gatilho ou gate drena uma corrente muito baixa. Desta forma, o circuito de gatilho se torna mais simples.

21 Capacitância gate/source
Modelo para o MOSFET Capacitância dreno/gate Capacitância dreno/source Diodo parasita Capacitância gate/source

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23 O IGBT O IGBT integra as vantagens do transistor (capacidade de corrente) com as do MOSFET (controle por tensão).

24 O IGBT O IGBT, portanto, é um dispositivo acionado por tensão. O IGBT é mais rápido que o transistor bipolar, porém, mais lento que o MOSFET.

25 O IGBT O IGBT possui baixas perdas em condução e elevada capacidade de corrente. Possui perda de comutação significativa, devido a presença da corrente de cauda.

26 Modelo para o IGBT

27 Corrente de cauda no IGBT

28 Limite de Funcionamento